格栅加强沥青路面结构设计分析

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1、46道路交通城市道桥与防洪2013年7月第7期格栅加强沥青路面结构设计分析赵艳红(北京市龙泰工程设计咨询有限公司，北京市100045)摘要：土工格栅是最常用的路用土工织物之一。在沥青路面面层中加入玻璃纤维土工格栅，采用复合材料模拟法确定格栅加强沥青路面结构层的设计模型及参数，利用《公路沥青路面设计规范》规定的设计程序与控制指标，按层状弹性体系理论求解格栅加强沥青路面结构，将格栅加强沥青路面与普通沥青路面的结构设计结果相对比，结果显示：土工格栅的使用可有效增加沥青面层的弹性模量，当保持设计标准不变的情况下，格栅的

2、使用可有效降低沥青面层的厚度。关键词：格栅；沥青路面；结构设计；厚度减薄效应中图分类号：U416．217文献标识码：A文章编号：1009—7716(2013)07—0046—03换算为一种复合材料作为沥青路面中的新结构0前言层，即土工格栅与路面材料的复合材料层，该层是玻璃纤维土工格栅(简称玻纤格栅)是以玻璃竖直方向受压，水平方向受弯拉的各向异性材料。纤维无碱无捻粗纱为主要原料，采用一定的编织据此，土工格栅加强沥青路面结构设计模型和复工艺制成的网状结构材料，经过特殊的涂复处理合材料参数分析如下。工艺而形成新型优良

3、的土工织物。由于土工格栅1．1土工格栅加强沥青路面结构设计模型自身具有较高的刚度和抗拉强度，所以与其他土土工格栅加筋沥青混凝土路面结构仍假定为工合成材料相比，土工格栅可以产生独特的加固弹性层状体系，其结构设计示意见图1，其中，车辆效果。目前土工格栅主要被广泛用于路基土的加荷载标准仍为均布标准车载，单圆直径为21．3cm，固和道路的加铺工程中，国外的研究结果表明，当均布压力为0．7MPa，土工格栅铺设于第一层与第土工格栅用于道路工程时，它具有减小路面永久二层面层之间，实际厚度为0．5～1．0mm。竖向变形，限制侧

4、向变形，控制裂缝开展，以及减小道路基层设计厚度的作用，所以土工格栅用于Ⅱ工D圃面层1h，El路基加固工程的技术已经较为成熟t”。近几年，我面层2h2E2国关于土工格栅用于路面面层结构也进行了一些研究口t3】，然而将土工格栅用于路面面层结构则仍处于研究阶段，已有研究表明，将土工格栅用于沥E0青路面面层，可提高沥青混合料的强度与路用性图1土工格栅加强沥青混凝土路面结构能，并会改变路面结构的应力分布，因此有必要对1．2格栅与沥青混合料复合层材料参数的确定土工格栅加强沥青路面结构进行力学分析与计玻纤格栅属刚性网格，其刚

5、度较大，经测定弹算，探讨土工格栅对沥青路面结构的加强效果。性模量高达67000MPa，这种网格能够依靠自身1格栅加强沥青路面结构设计理论的刚度扩散荷载分布范围，且本身强度很高，能够承受较大应力。因此，当将玻纤格栅用于沥青面层国内外关于格栅加强沥青路面结构成熟的分时，平行于格栅方向的“增强”性能极其明显。土T析方法尚不多见，针对新建沥青路面，当认为路面网格是一种网状结构，铺于路面中的网格会被沥结构各层处于完好状态时，土工格栅加强沥青路青混合料所填充，同时土工网格的厚度较小，一般面结构的分析思路大致有以下几类：力学

6、分析方不大于1mm，故在分析中把它独立作为一层计算法、经验方法、有限元数值分析方法、复合材料模与实际情况会有较大区别。根据复合材料力学的拟法。本文中采用复合材料模拟法，即根据复合材有关原理，将土工网格与其邻近的lcm厚的沥青料力学的有关原理把土工格栅与邻近的路面材料混合料换算为一种复合材料，作为沥青路面中新的结构层，即土工网格(Geogrid)与沥青混合料收稿日期：2013-02-01作者简介：赵艳红(1964一)，女，河北三河人，高级工程师，从(AC)的复合材料层，记为G—AC层。因此，可建立事道桥设计工作。

7、2013年7月第7期城市道桥与防洪道路交通47由土基、底基层、基层、面层和G—AC层等五层构模量与劈裂强度指标。因此，在对格栅加强沥青成的弹性层状体系模型，并假定除基层可能存在路面减薄厚度效应进行分析前，首先分别对普通裂缝外，其它各层均为连续体，各层间完全连续。沥青混合料和加人格栅的沥青混合料的15cI=劈裂则图1所示结构将变换为如图2所示的结构。抗拉强度和l5℃及20~C抗压回弹模量进行测定。劈裂试验结果表明，加人格栅的沥青混合料的15℃劈裂抗拉强度，较普通沥青混合料强度提高／1G—AC复合层了10％15％，

8、可以说明加入格栅后沥青混合料的、＼fJh=lcmEG^c抗弯拉能力有较大的改善，具有一定的厚度效应。抗压回弹模量的试验结果则显示，加人格栅的沥青混合料与未加人格栅的相比，不论试验温度是20℃还是15qC，抗压模量均有所提高，但是作图2格栅加强沥青路面结构变换模型用并不显著，这是由于在沥青混合料层中仅设置根据复合材料增强效应分析理论，对于G—AC一层格栅，尺度效应有限所致。层，确定其水平